Il Blocco Motore: come funziona?

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• Cos è il blocco motore e come funziona
• Classificazione dei motori
• Impianto di raffreddamento a liquido di un'auto
• Il funzionamento della centralina di un'automobile

Per prima cosa è necessario fare un po di chiarezza sul termine “blocco motore”, chiamato dagli addetti al settore anche “monoblocco” o “basamento”. Come lascia intendere il termine stesso, si tratta della parte unica più grande e pesante di tutta la vettura. Ovviamente blocco motore è un termine che potete trovare anche nell’ambito di altri macchinari, e non solo delle vetture.

Cos è il blocco motore e come funziona

Il blocco motore, componente fondamentale di un'automobile, ha il compito cruciale di alloggiare gli elementi più vitali del motore, in particolare i pistoni. A chiunque abbia una conoscenza di base del funzionamento di un motore a combustione interna, è chiaro che esso agisce come un convertitore che trasforma l'energia chimica in energia cinetica.

In termini più pratici, il combustibile viene introdotto nella camera di combustione, dove viene acceso mediante una scintilla. L'esplosione risultante spinge il pistone, che a sua volta è collegato all'albero motore, trasformando così il movimento lineare del pistone in energia meccanica rotativa. Questo processo di conversione dell'energia è alla base della capacità di un'automobile di muoversi.

Questa rapida descrizione ci consente di comprendere l'importanza del blocco motore, anche conosciuto come monoblocco, che grazie alla sua massa è in grado di resistere alle ripetute esplosioni che avvengono al suo interno. Inoltre, il monoblocco contribuisce a ridurre le vibrazioni derivanti da tali esplosioni, contribuendo a un funzionamento più fluido e stabile del motore.

Inoltre, il blocco motore serve anche a garantire un corretto allineamento e posizionamento delle varie componenti meccaniche, essenziale per un funzionamento ottimale del motore. Il blocco motore è solitamente costruito in materiali resistenti e durevoli come l'acciaio o l'alluminio, in grado di resistere alle elevate temperature e alle forze intense generate durante il funzionamento del motore.

Composizione

Il nome sembra suggerire una semplicità di realizzazione, traendo in inganno i più inesperti. In realtà il blocco motore può essere costituito anche da più di 25 parti dette “anime”, e da un numero ben più alto di “canali” atti alla diffusione del liquido refrigerante. La cosa interessante è che tali parti vengono realizzate in un primo momento sotto forma di “stampo”. Lo stampo viene realizzato in colla, indurente, e sabbia di zircone. In seguito si procede a colare nello stampo il metallo fuso, un tempo ghisa, oggigiorno una lega di alluminio.

Il rendimento dei motori termici dipende dalla temperatura iniziale e finale del loro ciclo. Molti dei motori di uso comune sono alternativi e/o rotativi e producono lavoro sotto forma di una coppia.

Per quel che concerne il blocco motore, salta subito all’occhio l’importanza della disposizione del gruppo termico e del pistone. Nel blocco motore orizzontale il pistone scende in senso orizzontale, mentre in altri casi il pistone ha una posizione verticale (le due marmitte sono diverse tra di loro a causa del diverso attacco).

I blocchi motore verticali sono sfavoriti perché hanno un condotto di alimentazione più breve e non hanno l’ammissione lamellare nel carter pompa. La partecipazione del pacco lamellare su una parte del cilindro circoscrive lo sviluppo dei travasi. I blocchi verticali presentano poi un raffreddamento ad aria mentre quelli orizzontali possono vantarne anche uno liquido.

Classificazione dei motori

• elettrico: in cui il movimento meccanico è dato dalla potenza in ingresso di tipo elettrico;
• termico: usa il calore per produrre un movimento meccanico, viene definito anche a “combustione” e può essere di due tipi: interna o esterna;
• a combustione interna: è una macchina endotermica, capace di funzionare tramite un’energia interna al motore, la miscela aria-combustibili;
• a combustione esterna: sfrutta una combustione che avviene all’esterno, come il motore a vapore;
• idraulico: sfrutta l’energia cinetica di un liquido per produrre energia meccanica;
• ad aria compressa: utilizza l’aria compressa per compiere un lavoro meccanico;
• a molla: funziona su un’energia accumulata;
• molecolare

Ancora oggi alcuni motori di dimensioni ridotte, e molti motori di ciclomotori, non fanno uso del cosiddetto “monoblocco”, montando strutture composte da 2 o più parti separabili. Un famoso esempio è il motore della Harley Davidson, che si contraddistingue appunto per il forte rumore e le potenti vibrazioni.

Le varie tipologie di albero

L'albero motore è un organo di trasmissione di un moto rotatorio. L'albero a differenza dall'asse, che è dotato di una certa velocità angolare, trasmette un movimento torcente a determinati elementi. Si tratta di un ricambio che ha una quantità di applicazioni in tutti i campi della trasmissione del moto.

Nei motori a pistoni troviamo l'albero motore, detto anche a gomiti (connesso alla scatola del cambio, in cui alloggiano l'albero primario e l'albero secondario). La scatola trasferisce il moto ad un albero di trasmissione che grazie al differenziale lo trasmette alle ruote.

L'albero trasmette dunque un moto rotatorio sottoposto ad uno sforzo di torsione. Se sottoposto a sforzo di flessione, dovrà essere dotato di opportuni supporti. Si pone, quindi, il problema dell'attrito tra la parte rotante e quella stazionaria (si può ricorrere alla chiavetta di Woodruff).

Quello a gomiti ha una forma dovuta alle manovelle. I perni sono uniti alla manovella grazie ai bracci manovella e sono abbracciati dalle bronzine chiuse fra testa e cappello di biella. Trasforma in questo modo il moto dei pistoni in moto circolare grazie al movimento delle bielle e lo sposta alla presa di forza collocata di solito in corrispondenza del volano.

Caratteristiche nelle automobili

L'albero motore delle automobili può avere diverse caratteristiche, legate alla funzione o alla tipologia di utilizzo cui è destinato. E' importante che abbia una determinata cavità, questo se il motore cui è collegato è dritto: in questo caso viene utilizzato cavo in modo da riuscire ad aumentarne la rigidità.

In altri casi è possibile utilizzare un albero controrotante, il quale ruota in direzione opposta a quella delle ruote, in modo da eliminare il cosiddetto effetto giroscopico, onde determinare un più rapido cambio di traiettoria.

Siccome durante la rotazione il motore tenderà a generare una coppia di forze contrarie a quella del motore stesso, si avrà che questa coppia tenderà a contrastare il moto della ruota in trazione: da qui avremo una migliore stabilità del veicolo in ogni situazione.

Albero a camme

L'albero a camme serve a trasmettere il moto agli elementi che sono ad esso collegato. E' costituito da delle parti calettate ed eccentriche dette appunto camme, e nel motore a scoppio serve a distribuire il moto che apre e chiude le Valvole.

Questo è dunque un elemento che costituisce il motore a quattro tempi e quello diesel. Attualmente, infatti, si trova sopra la testata dei motori di questo tipo, e procede a dirigere il movimento delle Valvole attraverso delle particolari punterie a bicchiere.

Per questo motivo, ovvero per la sua funzione legata all'apertura delle valvole, è importantissimo in merito alle prestazioni delle vetture. Attraverso il variatore infatti, si ha una maggiore o minore apertura delle Valvole del motore, fatto che determina un aumento o una diminuzione della potenza del motore.

Grazie alla sua presenza, è possibile far arrivare il motore ad una erogazione di 100 cavalli per litro, in quanto sfrutta le proprietà della fase di scarico, insieme alla presenza del variatore d'alzata, che va a modificare di millimetri l'escursione della valvola.

L'albero a camme è dunque un elemento fondamentale su cui bisogna intervenire per aumentare la potenza del motore.

Messa in fase

Per metterlo in fase, è possibile utilizzare tre diversi sistemi:

• Nonio: questo sistema detto anche Verniero, è costituito dall'unione dell'albero di ingranaggio attraverso dei fori di numero diverso.
• Fori asolati: in questo caso i fori presenti sull'ingranaggio hanno un'asola che rende più facile la variazione di fasatura.
• Chiavetta di Woodrouff sfalsata: in questo caso l'ingranaggio si accoppia attraverso questa chiavetta.

Impianto di raffreddamento a liquido di un'auto

L'impianto di raffreddamento a liquido mantiene una temperatura costante (per quanto concerne un motore termico). Lo scopo di questo tipo di sistema è quello di eliminare il calore in eccesso dal motore in modo tale che tutte le sue componenti lavorino ad una temperatura ottimale.

Per i sistemi a circuito aperto si usa il liquido che avvolge il motore. Esiste una presa che raccoglie quello fresco che avvolge il motore mentre lo scarico è costituito da una feritoia da cui fuoriesce una volta usato. La caratteristica del liquido è che ha un punto di congelamento molto basso, un punto di ebollizione alto e possiede un’alta capacità di catturare e trattenere il calore.

Ricordiamo che il radiatore è costituito da un serbatoio che serve a far raffreddare il liquido proveniente dal monoblocco. E’ costituito da una griglia di tubicini ed alette che consentono un abbassamento della temperatura della sostanza utilizzata per abbassare la temperatura.

Si trova nella parte davanti del motore, in modo tale che prenda l’aria proveniente da fuori mentre l’auto è in movimento, ed è costruito in alluminio. Nello stesso tempo svolge la funzione di espellere l’aria calda del motore. E’ la ventola che aiuta il radiatore nell'operazione di raffreddamento. La ventola è collegata a un motorino elettrico, ed attivata dall'interruttore termostatico. Quest’ultimo congegno è un interruttore posto nelle vicinanze del radiatore che chiude un circuito elettrico che mette in azione la ventola.

Il ciclo per abbassare la temperatura

Il ciclo del raffreddamento a liquido varia a seconda della temperatura a cui si trova. Nel caso la sua temperatura sia minore di quella d'esercizio, si avrà un ciclo, mentre a una di regime se ne avrà un altro.

Possibili guasti

Nel caso in cui la temperatura sia sempre più elevata del normale, vuol dire che il sistema di raffreddamento non funziona come dovrebbe.
Una causa potrebbe essere la non ermeticità del radiatore: ciò che si verifica è una fuoriuscita del liquido. Le soluzioni suggerite sono principalmente di cambiare la guarnizione o di sigillare i piccoli fori che si sono creati.
Oltre a questo caso, il radiatore potrebbe rompersi a seguito di un incidente poiché è il primo ad essere colpito in un impatto frontale. Quindi, se è necessario sostituirlo, occorre prima far fuoriuscire il liquido e dopo procedere con la sostituizione.
Una volta eseguito ciò, si dovrà riempire con il nuovo liquido il sistema e far uscire l’aria.

Controllo livello del liquido refrigerante

Nei casi in cui si decida di effettuare un lungo viaggio o si accenda la spia luminosa indicante quando la temperatura del liquido raggiunge il punto di ebollizione, allora sarà il caso di effettuare un controllo per evitare eventuali danni.
In particolare, la spia rossa è un segnale che possiamo notare subito sul cruscotto, ma non sempre segnala un guasto al radiatore. A volte si accende semplicemente dopo una lunga sosta a motore acceso o dopo aver percorso una strada in salita sforzando il motore.
Ad ogni modo, il controllo è molto semplice, basta trovare e fare un’analisi veloce della vaschetta di espansione presente in tutte le nuove auto. Si tratta di un piccolo contenitore con le funzioni di rifornire il liquido mancante al sistema e di raccogliere quello in ebollizione. La raccomandazione è di effettuare questo controllo a motore spento e freddo. Una volta individuata la vaschetta, svitiamo il tappo e assicuriamoci che il livello sia compreso tra la tacca di minimo e quella di massimo. In questo caso possiamo stare tranquilli, altrimenti occorrerà versare del nuovo liquido fino al livello ottimale.

Il funzionamento della centralina di un'automobile

Spesso la centralina di una macchina è compromessa o comunque si trova nelle condizioni di non poter esprimersi al massimo a causa di alcune limitazioni e restrizioni che possono essere superate con una rimappatura. Questo tipo di operazione, infatti, offre l'opportunità di cambiare diversi parametri della centralina in modo da permettere al motore di dare il meglio di sé. I produttori si trovano nella situazione di dover adattare i propri modelli ai vincoli normativi dei Paesi in cui le vetture dovranno essere vendute: questo vuol dire che il software della ECU non viene ottimizzato per assicurare le più alte performance possibili o per garantire la migliore efficienza del carburante, ma è limitato da diverse condizioni di esercizio.

I vincoli che limitano le centraline

Si pensi al fatto che in ogni Paese i combustibili presentano delle specifiche differenti, per esempio, ma anche alle diverse condizioni di altitudine e di temperatura: le macchine che circolano in Svezia sono le stesse che circolano alle Canarie, ma è ovvio che si tratta di contesti con situazioni climatiche opposte, per cui i produttori sono obbligati a trovare una soluzione di compromesso che finisce per penalizzare le prestazioni. Da un punto di vista normativo, poi, non ci si può dimenticare delle leggi sull'inquinamento e sulle emissioni.

La rimappatura

La rimappatura ECU permette di eliminare, o comunque ridurre in misura significativa, tutti questi inconvenienti: il processo che ne è alla base è del tutto sicuro, dal momento che consiste in un incremento del livello di efficienza dei parametri termodinamici e in una loro ottimizzazione. I vantaggi sono molteplici, anche per chi è alla ricerca di una soluzione che assicuri un risparmio di carburante. Vale la pena di tener presente che ciascuna vettura ha una mappatura specifica, mentre i cambiamenti devono essere apportati in funzione delle necessità del conducente e degli obiettivi che egli si propone di raggiungere.

Si va più veloce?

Nella ricerca del miglior programmatore centraline, spesso l'intento è quello di aumentare il numero di cavalli dopo la rimappatura. Per un motore sovralimentato a benzina o a gasolio, in linea di massima, la crescita della potenza si aggira tra il 15 e il 25%, e lo stesso dicasi per l'incremento della coppia. Al tempo stesso, però, si beneficia di una riduzione dei consumi, che nei migliori dei casi può arrivare fino a 20 punti percentuali. Quello che conta, però, è continuare a garantire gli standard di sicurezza più elevati, e solo un test drive può confermare la bontà dei risultati raggiunti, in termini di comportamento su strada della vettura, di dinamica e di carico.

Che cosa cambia dopo la rimappatura

Una volta che la centralina è stata sottoposta a rimappatura, i sorpassi sono destinati a diventare più sicuri e più facili, mentre l'erogazione di potenza si amplia e diventa più morbida. Della crescita della coppia e della potenza si è già detto, ma vale la pena di mettere in risalto anche il miglioramento della risposta dell'acceleratore. Nel caso di un motore non sovralimentato, i cavalli possono aumentare fino al 15%, a patto di una meticolosa riprogrammazione delle curve di carburante.

Che cosa fare per consumare meno benzina

Nel caso in cui il principale obiettivo che si è interessati a raggiungere sia quello del risparmio di carburante, ci si deve focalizzare sull'allargamento della curva di erogazione e sul miglioramento della coppia ai bassi regimi. Questo implica, tuttavia, una precisione inferiore sul pedale dell'acceleratore anche a pieno carico. Lo stile di guida deve essere sempre adattato alle caratteristiche e alle esigenze del veicolo: se si tratta di un turbo diesel, si può arrivare a un risparmio di carburante nell'ordine del 15 o 20%.

La centralina: funzionamento e costi

La centralina elettronica dell'auto è una componente importante che controlla e regola il funzionamento del motore. La centralina utilizza una rete di sensori per raccogliere ed elaborare una grande quantità di informazioni in modo rapido e preciso, regolando l'accensione del veicolo e la distribuzione del carburante. In realtà, il nome più adatto per questa componente sarebbe "unità di controllo motore", poiché è proprio questa funzione ad esserne preponderante.

La centralina è una parte delicata dell'auto che non deve essere sottovalutata poiché è essenziale per il corretto funzionamento del veicolo. Cambiare la centralina può essere costoso, con prezzi che variano da 1000 a 3000 euro in base alla marca e al modello dell'auto.

Inoltre, una rimappatura della centralina, ovvero un'operazione che consiste nel modificare i parametri di alcune funzioni del motore, può essere utile per migliorare le prestazioni dell'auto ma è importante considerare che può avere anche conseguenze negative sulla meccanica e sulla durata della centralina stessa.

La centralina elettronica è un componente costoso che si trova nel vano motore dell'auto, spesso sotto il vano portaoggetti o sotto il cruscotto. È facile individuarla perché è dotata di una presa di corrente per il collegamento di un dispositivo portatile. La sua posizione è strategica poiché, utilizzando i dati raccolti dalla rete di sensori, la centralina regola velocemente tutti i parametri necessari per il funzionamento del veicolo.

La centralina calcola la quantità di combustibile necessaria per formare una miscela in grado di bruciare senza lasciare residui e, attraverso queste costanti misurazioni, si possono ridurre notevolmente gli agenti inquinanti e il consumo di carburante. Allo stesso modo, la centralina controlla l'accensione del veicolo e la distribuzione meccanica.

Il prezzo di una centralina elettronica standard può essere molto elevato e varia in base alla marca e al modello dell'auto. Il costo può oscillare tra 1000 e 3000 euro, più 500 o 600 euro per la manodopera. Fortunatamente, nella maggior parte dei casi, la centralina può essere riparata o riprogrammata, con costi che variano tra 300 e 750 euro, più 150 euro per la manodopera. Ci sono molte aziende online che offrono diverse soluzioni per la centralina, quindi è possibile trovare l'opzione più adatta alle proprie esigenze navigando sul web.